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蓄电池充电方法的探讨和分析
发布者:菲柯特电气 发布时间:2011/12/9

1 蓄电池常用的充电方法

    1)恒定电流充电法

    在充电过程中充电电流始终保持不变,叫做恒定电流充电法,简称恒流充电法或等流充电法。在充


电过程中由于蓄电池电压逐渐升高,充电电流逐渐下降,为保持充电电流不致因蓄电池端电压升高而减


小,充电过程必须逐渐升高电源电压,以维持充电电流始终不变,这对于充电设备的自动化程度要求较


高,一般简陋的充电设备是不能满足恒流充电要求的。恒流充电法,在蓄电池最大允许的充电电流情况


下,充电电流越大,充电时间就可以缩短。若从时间上考虑,采用此法有利的。但在充电后期若充电电


流仍不变,这时由于大部分电流用于电解水上,电解液出气泡过多而显沸腾状,这不仅消耗电能,而且


容易使极板上活性物质大量脱落,温升过高,造成极板弯曲,容量迅速下降而提前报废。所以,这种充


电方法很少采用。

    2)恒定电压充电法

    在充电过程中,充电电压始终保持不变,叫做恒定电压充电法,简称恒压充电法或等压充电法。由


于恒压充电开始至后期,电源电压始终保持一定,所以在充电开始时充电电流相当大,大大超过正常充


电电流值。但随着充电的进行,蓄电池端电压逐渐升高,充电电流逐渐减小。当蓄电池端电压和充电电


压相等时,充电电流减至最小甚至为零。由此可见,采用恒压充电法的优点在于,可以避免充电后期充


电电流过大而造成极板活性物质脱落和电能的损失。但其缺点是,在刚开始充电时,充电电流过大,电


极活性物质体积变化收缩太快,影响活性物质的机械强度,致使其脱落。而在充电后期充电电流又过小


,使极板深处的活性物质得不到充电反应,形成长期充电不足,影响蓄电池的使用寿命。所以这种充电


方法一般只适用于无配电设备或充电设备较简陋的特殊场合,如汽车上蓄电池的充电,1号至5号干电池


式的小蓄电池的充电均采用等压充电法。采用等压充电法给蓄电池充电时,所需电源电压:酸性蓄电池


每个单体电池为2.4~2.8V左右,碱性蓄电池每个单体电池为1.6~2.0V左右。

    3)有固定电阻的恒定电压充电

    为补救恒定电压充电的缺点而采用的一种方法。即在充电电源与电池之间串联一电阻,这样充电初


期的电流可以调整。但有时最大充电电流受到限制,因此随充电过程的进行,蓄电池电压逐渐上升,电


流却几乎成为直线衰减。有时使用两个电阻值,约在2.4V时,从低电阻转换到高电阻,以减少出气。

    4)阶段等流充电法

    综合恒流和恒压充电法的特点,蓄电池在充电初期用较大的电流,经过一段时间改用较小的电流,


至充电后期改用更小的电流,即不同阶段内以不同的电流进行恒流充电的方法,叫做阶段恒流充电法。


阶段恒流充电法,一般可分为两个阶段进行,也可分为多个阶段进行。

    阶段等流充电法所需充电时间短,充电效果也好。由于充电后期改用较小电流充电,这样减少了气


泡对极板活性物质的冲刷,减少了活性物质的脱落。这种充电法能延长蓄电池使用寿命,并节省电能,


充电又彻底,所以是当前常用的一种充电方法。一般蓄电池第一阶段以10h率电流进行充电,第二阶段以


20h率电流进行充电。各阶段充电时间的长短,各种蓄电池的具体要求和标准不一样。

    5)浮充电法

    间歇使用的蓄电池或仅在交流电停电时才使用的蓄电池,其充电方式为浮充电式。一些特殊场合使


用的固定型蓄电池一般均采用浮充电方法对蓄电池进行充电。浮充电法的优点主要在于能减少蓄电池的


析气率,并可防止过充电,同时由于蓄电池同直流电源并联供电,用电设备大电流用电时,蓄电池瞬时


输出大电流,这有助于镇定电源系统的电压,使用电设备用电正常。浮充电法的缺点是个别蓄电池充电


不均衡和充不足电,所以需要进行定期的均衡充电。

2 蓄电池的快速充电方法

    1)定电流定周期快速充电法

    这种方法的特点是,以电流幅度恒定和周期恒定的脉冲充电电流对蓄电池充电,两个充电脉冲之间


有一放电脉冲进行去极化,以提高蓄电池的充电接受能力。在充电过程中,充电电流及其脉宽不受蓄电


池充电状态的影响。因此,它是一种开环式脉冲充电。这种充电方法易使蓄电池充满容量,但如果不增


加防止过充电的保护装置,容易造成强烈的过充电,影响蓄电池的使用寿命。在这种充电方法中,虽然


整个充电过程均加有去极化措施,但是这种固定的去极化措施,难于适合充电全过程的要求。

    2)定电流定出气率脉冲充电放电去极化快速充电法

    这种充电方法的特点是:在整个充电过程中,充电电流脉冲的幅值和蓄电池的出气率始终保持不变


。充电过程初期,充电电流略低于蓄电池的初始接受电流。在充电过程中,由于蓄电池可接受的电流逐


渐减小,所以经过一段时间后,充电电流将超过蓄电池的可接受电流,因而蓄电池内将产生较多的气体


,出气率显著增加。此时,气体检测元件能够及时发出控制信号,迫使蓄电池停止充电,进行短时放电


。这样蓄电池内部的极化作用很快消失,因而出气率可以始终保持在较低的预定值内。目前,国外有这


样的方案。国内因缺少气体敏感元件, 对这种方法很少研究。

    3)定电流定电压脉冲充电放电去极化快速充电法

    这种充电方法的特点是,以恒定大电流充电,待充到一定电压(相当于蓄电池出气点的电压)时,停


止充电并进行大电流(或小电流)放电去极化,然后再以恒定大电流充电,依此,充放电过程交替地进行


。放电脉冲的频率随充人电量的增加而增加,充电脉冲的宽度随充人电量的增加而减少。当充电量和放


电量基本相等时,表示蓄电池已充满电,立即结束充电。

    根据这种方法,国内外都有多种方案来实现蓄电池快速充电。这种方法,充电初期无去极化措施。


在加有去极化措施后充电脉冲宽度不断减小,使得充电电流平均值下降较快,延长了充电时间。

    4)定电流提升电压脉冲充电放电去极化快速充电法

    这种方法是定电流定电压脉冲充电放电去极化快速充电方法的改进。它是以恒定电流(如IC)充电,


当蓄电池电压达到充电出气点电压后(单格电池电压2. 35~2.5V)时,停止充电并进行放电(如放电电


流2~3C,脉冲宽度为1ms),然后再充电……。从加有放电去极化脉冲以后,用积分器件阶梯形跟踪调高


充电控制电压(提升出气点电压),以加快充电速度和提高充满程度。其它和定电流定电压法相同。

    5)定电压定频率脉冲充电放电去极化快速充电法

    这种方法的特点是,充电脉冲的电压幅值保持恒定,随着充电过程的进行,蓄电池电动势逐渐上升


,充电电流幅值逐渐减小,充电脉冲电流的频率恒定,在两个充电脉冲之间加有放电去极化脉冲。

    6)端电压和充放电频率选择脉冲充电放电去极化快速充电法

    这种方法的特点是,根据蓄电池充电过程中的极化情况选择充放电脉冲的频率,并在充电后期将蓄


电池端电压限定在预选的数值,使出气率限制在一定的容许值。

    7)适应全过程去极化脉冲充电放电去极化快速充电法

    这种方法的特点是,在充电全过程都适时加有去极化的放电脉冲,在放电脉冲后充电电流恢复之前


,均进行去极化效果检测,达到一定去极化效果再转回充电,否则再次进行去极化放电,直至达到去极


化要求的效果才转回充电,这样,可使去极措施适应全过程。这种方案能有效地将气体析出量抑制在很


小的数值内。


3 蓄电池理想充电方法的探讨


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